NL1028880C2 - Mixtures of diesel fuel based on crude oil and based on natural gas. - Google Patents
Mixtures of diesel fuel based on crude oil and based on natural gas. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1028880C2 NL1028880C2 NL1028880A NL1028880A NL1028880C2 NL 1028880 C2 NL1028880 C2 NL 1028880C2 NL 1028880 A NL1028880 A NL 1028880A NL 1028880 A NL1028880 A NL 1028880A NL 1028880 C2 NL1028880 C2 NL 1028880C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- diesel fuel
- diesel
- gtl
- crude oil
- less
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/04—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
- C10L1/08—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons for compression ignition
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
Mengsels van dieselbrandstof op basis van ruwe olie en op basis van aardgasMixtures of diesel fuel based on crude oil and based on natural gas
Gebied van de uitvindingFIELD OF THE INVENTION
De uitvinding heeft betrekking op mengsels van dieselbrandstof op basis van ruwe olie en op basis van aardgas.The invention relates to mixtures of diesel fuel based on crude oil and based on natural gas.
55
Achtergrond van de uitvindingBACKGROUND OF THE INVENTION
De laatste jaren is de belangstelling voor synthetische brandstoffen zoals GTL dieselbrandstof (vloeibare brandstof op 10 basis van aardgas) aanmerkelijk toegenomen. Zij worden als uitermate schone brandstoffen beschouwd, met verwaarloosbare aandelen zwavel en aromatische verbindingen, en zijn geurvrij en hebben een cetaangetal > 70.In recent years, interest in synthetic fuels such as GTL diesel fuel (liquid fuel based on natural gas) has increased considerably. They are considered to be extremely clean fuels, with negligible proportions of sulfur and aromatic compounds, and are odor-free and have a cetane number> 70.
15 De in de voorbeelden in deze octrooibeschrijving gebruikte GTL dieselbrandstof werd bereid onder gebruikmaking van de Sasol Slurrie-fase Destillaat (Sasol SPD™) werkwijze, die uit drie processtappen bestaat, zoals schematisch weergegeven in Fig. 1.The GTL diesel fuel used in the examples in this patent specification was prepared using the Sasol Slurry Phase Distillate (Sasol SPD ™) process, which consists of three process steps, as shown schematically in FIG. 1.
2020
In de eerste stap wordt een auto-therm reformeerproces gebruikt voor het omzetten van aardgas tot synthesegas, een mengsel van CO en H2. In een tweede stap wordt het synthesegas omgezet tot een zogeheten syncrude die in hoofdzaak 25 paraffinische koolwaterstoffen bevat, onder gebruikmaking van een Fischer-Tropsch werkwijze. Deze syncrude is in hoofdzaak in de vorm van wassen en distillaten, die in een derde productopwerkingsstap verder worden geraffineerd onder gebruikmaking van milde hydroverwerking, teneinde producten op 30 te leveren die voldoen aan commerciële brandstofspecificaties, 2 zoals dieselbrandstof en kerosine.In the first step, an auto-therm reforming process is used to convert natural gas to synthesis gas, a mixture of CO and H2. In a second step, the synthesis gas is converted into a so-called syncrude containing essentially paraffinic hydrocarbons, using a Fischer-Tropsch process. This syncrude is essentially in the form of waxes and distillates, which are further refined in a third product reprocessing step using mild hydroprocessing to yield products that meet commercial fuel specifications, such as diesel fuel and kerosene.
Korte beschrijving van de Figuren 5 Fig. 1 Schematische Weergave van het GTL Productieproces.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 Schematic representation of the GTL production process.
Fig. 2 Resultaten van de chassisdynamometerbank-tests in de NEDC.FIG. 2 Results of the chassis dynamometer bench tests in the NEDC.
10 Fig. 3 Roet en NOx balans bij twee werkpunten : 1600 tpm en 3,3 bar bmep, en 2000 tpm en 5 bar bmep.FIG. 3 Soot and NOx balance at two working points: 1600 rpm and 3.3 bar bmep, and 2000 rpm and 5 bar bmep.
Fig. 4 Relatieve NOx emissies met GTL dieselbrandstof na ijkingsoptimalisatie.FIG. 4 Relative NOx emissions with GTL diesel fuel after calibration optimization.
1515
Fig. 5 Voorspelde roet en NOx balans voor alle onderzochte GTL brandstoffen met DOE-berekende individueel geoptimaliseerde software-aanpassing.FIG. 5 Predicted soot and NOx balance for all GTL fuels examined with DOE calculated individually optimized software adjustment.
20 Fig. 6 Niet-lineaire respons van de voorspelde emissie-afnamen met mengsels van GTL en zwavel-vrije Europese dieselbrandstof.FIG. 6 Non-linear response of the predicted emission reductions with mixtures of GTL and sulfur-free European diesel fuel.
Samenvatting van de uitvinding 25 De uitvinding verschaft een dieselbrandstofsamenstelling die zowel dieselbrandstof op basis van ruwe olie, welke dieselbrandstof op basis van ruwe olie een dichtheid bij 15°C van minder dan 0,85 kg/1 heeft, een zwavel-gehalte van minder dan 10 mg/kg, een gehalte aan polyaromatische verbindingen van 30 minder dan 5 gewichts%, en een cetaangetal van 51 tot 60, en vloeibare brandstof op basis van aardgas (GTL) dieselbrandstof, welke GTL diesel een dichtheid bij 15°C van minder dan 0,78 kg/1 heeft, een zwavel-gehalte van minder dan 1 mg/kg, polyaromatische verbindingen in minder dan 0,1 1 Π9 fl fl o λ 3 • gewichts%, en een cetaangetal boven 65, in een volumetrischeSummary of the invention The invention provides a diesel fuel composition that has both crude oil-based diesel fuel, which crude oil-based diesel fuel has a density at 15 ° C of less than 0.85 kg / l, a sulfur content of less than 10 mg / kg, a polyaromatic compound content of less than 5% by weight, and a cetane number of 51 to 60, and liquid fuel based on natural gas (GTL) diesel fuel, which GTL diesel has a density at 15 ° C of less than Has 0.78 kg / l, a sulfur content of less than 1 mg / kg, polyaromatic compounds in less than 0.1 1 Π9 fl fl 3 • weight%, and a cetane number above 65, in a volumetric
verhouding-bereik van 1 : 99 tot 99 : 1 en met een H : Cratio range of 1: 99 to 99: 1 and with an H: C
molverhouding van tussen 1,8 : 1 en 2,1 : 1, omvat.molar ratio of between 1.8: 1 and 2.1: 1.
5 De dieselbrandstofsamenstelling kan minder dan 10 mg/kg zwavel bevatten.The diesel fuel composition can contain less than 10 mg / kg of sulfur.
De dieselbrandstofsamenstelling kan minder dan 5 gewichts% polycyclische aromatische verbindingen bevatten.The diesel fuel composition can contain less than 5% by weight of polycyclic aromatic compounds.
1010
De dieselbrandstof op basis van ruwe olie kan een brandstof zijn die aan de EN590 specificatie beantwoordt.The diesel fuel based on crude oil can be a fuel that meets the EN590 specification.
Het volumetrische verhouding-bereik kan van 1 : 9 tot 9 : 1 15 zijn.The volumetric ratio range can be from 1: 9 to 9: 1.
Het volumetrische verhouding-bereik kan van 1 : 5 tot 5 : 1 zijn.The volumetric ratio range can be from 1: 5 to 5: 1.
20 De H : C molverhouding kan van 1,85 : 1 tot 2,05 : 1 zijn.The H: C molar ratio can be from 1.85: 1 to 2.05: 1.
De H : C molverhouding kan van 1,9 : 1 tot 2,00 : 1 zijn.The H: C molar ratio can be from 1.9: 1 to 2.00: 1.
De dieselbrandstof samenstelling kan een ASTM D86 10% 25 destillatietemperatuur van 180°C tot 220°C hebben.The diesel fuel composition can have an ASTM D86 10% distillation temperature of 180 ° C to 220 ° C.
De ASTM D86 10% destillatietemperatuur kan van 200°C tot 215°C zijn.The ASTM D86 10% distillation temperature can be from 200 ° C to 215 ° C.
30 De dieselbrandstofsamenstelling kan een vlampunt tussen 60°C en 80°C hebben, kenmerkend van 65°C tot 78°C.The diesel fuel composition can have a flash point between 60 ° C and 80 ° C, typically from 65 ° C to 78 ° C.
De dieselbrandstofsamenstelling kan een dichtheid bij 15°C van 0,77 kg/1 tot 0,84 kg/1 hebben.The diesel fuel composition can have a density at 15 ° C of 0.77 kg / l to 0.84 kg / l.
1 Π9 ft A Q Π 41 Π9 ft A Q Π 4
De dieselbrandstofsamenstelling kan een dichtheid bij 15°C van circa 0,8 kg/1 tot circa 0,82 kg/1 hebben.The diesel fuel composition can have a density at 15 ° C of about 0.8 kg / l to about 0.82 kg / l.
5 De dieselbrandstofsamenstelling kan een lagere verbrandingswaarde van 42.500 kJ/kg tot 43.800 kJ/kg hebben, gebruikelijk van 43.100 kJ/kg tot 43.600 kJ/kg, kenmerkend van 43.200 kJ/kg tot 43.500 kJ/kg.The diesel fuel composition can have a lower combustion value from 42,500 kJ / kg to 43,800 kJ / kg, usually from 43,100 kJ / kg to 43,600 kJ / kg, typically from 43,200 kJ / kg to 43,500 kJ / kg.
10 Toepassing van vloeibare brandstof op basis van aardgas dieselbrandstof als een mengsel-component voor een dieselbrandstofsamenstelling, die, bij verbranding in een motor, verlaagde NOx en roetemissies heeft, welke samenstelling zowel dieselbrandstof op basis van ruwe olie die 15 beantwoordt aan de Europese EN590 specificatie voor zwavel-vrije dieselbrandstof (aangeduid als EU diesel), en de vloeibare brandstof op basis van aardgas (GTL) dieselbrandstof omvat, waarbij de volumetrische mengsel-verhouding van de dieselbrandstof op basis van ruwe olie tot vloeibare brandstof 20 op basis van aardgas-diesel uiteenloopt van 1 : 99 tot 99 : 1 en de samenstelling een H : C molverhouding tussen 1,8 : 1 en 2,1 : 1 heeft.Use of liquid fuel based on natural gas diesel fuel as a mixture component for a diesel fuel composition which, when burned in an engine, has reduced NOx and soot emissions, which composition comprises both crude oil-based diesel fuel that meets the European EN590 specification for sulfur-free diesel fuel (referred to as EU diesel), and the natural gas-based liquid fuel (GTL) comprises diesel fuel, wherein the volumetric mixture ratio of the diesel fuel based on crude oil to liquid fuel based on natural gas-diesel ranges from 1: 99 to 99: 1 and the composition has an H: C molar ratio between 1.8: 1 and 2.1: 1.
Er kunnen afnamen van zowel NOx als roetemissies worden 25 bereikt die groter zijn dan aangegeven door de mengverhouding van de GTL diesel in de dieselbrandstof op basis van ruwe olie.Decreases in both NOx and soot emissions can be achieved that are greater than indicated by the mixing ratio of the GTL diesel in the crude oil-based diesel fuel.
Zo kan meer dan 70% van de afname van zowel NOx als 30 roetemissies die met onverdunde GTL dieselbrandstof kunnen worden bereikt, worden bereikt met een 1 : 1 verhouding van GTL : Diesel op basis van ruwe olie.For example, more than 70% of the reduction in both NOx and soot emissions that can be achieved with undiluted GTL diesel fuel can be achieved with a 1: 1 ratio of GTL: Diesel based on crude oil.
Meer dan 40% van de afname in zowel NOx als roetemissies die 1 n 9 fl fi fl n _ _ 5 kunnen worden bereikt met onverdunde GTL diesel, kan worden verkregen met een 1 : 4 verhouding van GTL : Diesel op basis van ruwe olie.More than 40% of the decrease in both NOx and soot emissions that can be achieved in 1 fl. 9 fl.fl.f. with undiluted GTL diesel can be obtained with a 1: 4 ratio of GTL: Diesel based on crude oil.
5 Echter, bij sommige uitvoeringsvormen kan de afname van de NOx emissies minder zijn dan de afname van de roetemissies, en vice versa.However, in some embodiments, the decrease in NOx emissions may be less than the decrease in soot emissions, and vice versa.
Bij sommige uitvoeringsvormen kan de afname van NOx minimaal 10 zijn, echter, de NOx zal door het gebruik van GTL diesel volgens de uitvinding verlaagd zijn.In some embodiments, the decrease in NOx may be a minimum of 10, however, the NOx will be reduced by using GTL diesel according to the invention.
De eigenschappen van de samenstelling en de mengverhoudingen van de componenten zijn zoals hierboven voor de samenstelling 15 beschreven.The properties of the composition and the mixing ratios of the components are as described above for the composition.
Voorbeelden die gebruikmaken van de UitvindingExamples using the Invention
Het effect van GTL dieselbrandstof-mengsels op uitlaatemissies 20 en motorprestaties is onderzocht. EU dieselbrandstof werd als een referentiebrandstof gebruikt, en fungeerde ook als basismateriaal voor de mengsels. De eigenschappen van bij het onderzoek gebruikte testbrandstoffen zijn weergegeven in Tabel 1.The effect of GTL diesel fuel mixtures on exhaust emissions 20 and engine performance has been investigated. EU diesel fuel was used as a reference fuel, and also acted as the base material for the blends. The properties of test fuels used in the study are shown in Table 1.
2525
Tabel 1 Eigenschappen van de bij dit onderzoek onderzochte brandstoffen.Table 1 Properties of the fuels investigated in this study.
| Eigenschap | Een- | GTL | EU50 EU80 ÊÜ | 1nofloon 6 heden 2005 ''φ^··1* , * * * * * * * * ιί', *' ^. ^ * 1 *»*. u»!·. rn- GTL 50:50 80:20 peS®| Property A- | GTL | EU50 EU80 ÊÜ | 1nofloon 6 today 2005 '' φ ^ ·· 1 *, * * * * * * * * ιί ', *' ^. ^ * 1 * »*. you"!·. rn- GTL 50:50 80:20 peS®
Bmm,. , , τ zwavel- vr diesel- mengsel mengsel -$ ;Ά: brand- EU: GTL EU: GTL . J, • '.TV .A * ·* <: f ·.. stof , , ^ £-¾¾ farand-Bmm ,. ,, τ sulfur-free diesel mixture mixture - $; Ά: fire EU: GTL EU: GTL. J, • '.TV .A * · * <: f · .. fabric,, ^ £ -¾¾ farand-
Dichtheid *@ 15°C kg/1__0/768__0/ 802__0/821__0/836Density * @ 15 ° C kg / 1__0 / 768__0 / 802__0 / 821__0 / 836
Dichtheid @ 20°C kg/1__0/765__0/ 798__0/817__0/832Density @ 20 ° C kg / 1__0 / 765__0 / 798__0 / 817__0 / 832
Cetaangetal_ 71__62__58__54Cetane number_ 71__62__58__54
Totaal zwavel__mg/kg__< 1__4__6__7_ D86 Distillatie IBP__°_C__169__157__174__193 5% °C 180__193 204 214 10% °C 187 201 212 221 20% °C 200 215 225 233 30% °C 219 231 240 248 _ 40% °C__235__248__256__264 __50% °C__251 264__270__277 60% °C 267 277 282 287 70% °C 283 291 294 299 80% °C 297 305 307 313 90% °C 312 322 324 332 _95% °C__321__337__339__354 _FBP °C 329__346__350__360Total sulfur__mg / kg __ <1__4__6__7_ D86 Distillation IBP__ ° _C__169__157__174__193 5% ° C 180__193 204 214 10% ° C 187 201 212 221 20% ° C 200 215 225 233 30% ° C 219 231 240 248 _ 40% ° C__235__248__256% 264 __ C__251 264__270__277 60% ° C 267 277 282 287 70% ° C 283 291 294 299 80% ° C 297 305 307 313 90% ° C 312 322 324 332 _95% ° C__321__337__339__354 _FBP ° C 329__346__350__360
Vlampunt__ 59__66__76__82 K inema tische 2/ /ί —7 λ γ λ οτω λ λγ ... .. .. α Ar,on mm /s 1, 97 2,54 2,79 2,95Flash point__ 59__66__76__82 K inema tic 2 / / ί —7 λ γ λ οτω λ λγ ... .. .. α Ar, on mm / s 1, 97 2.54 2.79 2.95
Viscositeit Ij 40 C______ CFPP__°_C__-19__^18__Ζ\Ί__-17Viscosity Ij 40 C______ CFPP__ ° _C __- 19 __ ^ 18__Ζ \ Ί __- 17
Troebelingspunt__°C -18__-17__-15__-14Cloud point__ ° C -18 __- 17 __- 15 __- 14
Totaal Aromatische _ . _ . -i c 01 c a , . ^ % m/m 0,1 13,5 21,5 26,8 verbindingen*______Total Aromatic _. _. -i c 01 c a,. ^% m / m 0.1 13.5 21.5 26.8 compounds * ______
Bi- andBi and
Polycyclische % m/m 2,3 3,7 4,6 aromatische verbindingen*_______Polycyclic% m / m 2.3 3.7 4.6 aromatic compounds * _______
Wat er stof gehalte*__% m/m 15,0__14,3__13,8__13,5 H/C verhouding _ 2,10 1,98 1,91 1,86 (molair) *______What is dust content * __% m / m 15.0__14.3__13.8__13.5 H / C ratio _ 2.10 1.98 1.91 1.86 (molar) * ______
Lagere MJ/kg 43,8 43,5 43,2 43,1 verbrandings waarde*________ HFRR slijtageplek 370 < 4Q() < 40Q 394Lower MJ / kg 43.8 43.5 43.2 43.1 combustion value * ________ HFRR wear site 370 <4Q () <40Q 394
Diameter_| I ____' * Waarden voor mengsels berekend in overeenstemming met de mengverhoudingDiameter_ | I ____ '* Values for mixtures calculated in accordance with the mixing ratio
Dynamometerbank-tests werden uitgevoerd met een Mercedes Benz™ 5 E220 CDI voertuig, onder gebruikmaking van de "New European 7Dynamometer bench tests were performed with a Mercedes Benz ™ 5 E220 CDI vehicle, using the "New European 7
Driving Cycle" (NEDC) emissie-test, en zonder enige veranderingen aan de basis EU3 emissieniveau-motorijking of motor-hardware. Het voertuig werd zonder enige aanpassing met zijn standaard ij king getest met EU diesel, het 1 : 1 mengsel 5 en met de onverdunde GTL brandstof. De relevante testvoertuig-gegevens zijn weergegeven in Tabel 2.Driving Cycle "(NEDC) emission test, and without any changes to the basic EU3 emission level engine calibration or engine hardware. The vehicle was tested without any modification with its standard calibration with EU diesel, the 1: 1 mixture 5 and with the undiluted GTL fuel The relevant test vehicle data is shown in Table 2.
Tabel 2 Testvoertuig- en motor-gegevensTable 2 Test vehicle and engine data
Voertuigaanduiding Mercedes E 220 CDI LimousineMercedes E 220 CDI Limousine vehicle designation
Bouwjaar__2003__ Λ , Handgeschakeld 6Year of construction__2003__ Λ, Manual transmission 6
Overbrenging ·, n · ___versnellingen_Transmission ·, n · ___ gears_
Bruto o i/i c i voertuiggewicht____Gross o i / i c i vehicle weight____
Motor aanduiding__MB OM64 6, EU3 emissieniveauEngine indication__MB OM64 6, EU3 emission level
Verdringing, 2,2 L, 4 cilinder in lijn, 4 configuratie__kleppen per cilinder_Displacement, 2.2 L, 4 cylinder in line, 4 configuration__ valves per cylinder_
Compressievérhouding 18 : 1_ ^ ^ ^ ^ Common rail brandstofinjectieCompression ratio 18: 1_ ^ ^ ^ ^ Common rail fuel injection
Brandstofmanagement . . , , . , , ____(piekdruk 600 bar)_ T , . . Turbogeladen (VNT),Fuel Management. . ,,. ____ (peak pressure 600 bar) - T,. . Turbocharges (VNT),
Luchtmanagement . ^ 3 , , ____intercooled_Air Management. ^ 3, ____intercooled_
Gekoelde EGR, inlaatwervelingscontrole, Emissiecontrole nauw gekoppelde oxidatiekatalysator onder de __;__bodem _Cooled EGR, inlet swirl control, Emission control closely coupled oxidation catalyst under the __; __ bottom _
Gemeten koppel__340 Nm bij 2.000 t/min_Measured torque__340 Nm at 2,000 rpm
Gemeten vermogen 110 kW bij 4.200 t/min 10Measured power 110 kW at 4,200 rpm 10
De resultaten van de onaangepaste voertuigemissie-tests zijn weergegeven in Fig. 2 voor de EU diesel, EU50 en GTL dieselbrandstof. De gemiddelde resultaten voor de testgangen zijn weergegeven als de percentages ten opzichte van de 15 referentiebrandstof EU diesel. FC geeft het volumetrische brandstofverbruik aan.The results of the inappropriate vehicle emission tests are shown in FIG. 2 for the EU diesel, EU50 and GTL diesel fuel. The average results for the test runs are shown as the percentages relative to the reference fuel EU diesel. FC indicates the volumetric fuel consumption.
Voor onverdunde GTL dieselbrandstof werd voor de HC en CO emissies een onverwacht grote afname van > 90% waargenomen. De 20 CO en HC afnamen voor het 50% mengsel schalen ruwweg met de 8 mengverhouding. De NOx emissies werden marginaal verlaagd, waarbij het 50% mengsel weer ongeveer de helft van de afname van de onverdunde GTL dieselbrandstof liet zien. Hetzelfde geldt voor de HC + NOx gegevens.For undiluted GTL diesel fuel, an unexpectedly large reduction of> 90% was observed for HC and CO emissions. The 20 CO and HC reductions for the 50% mixture scale roughly with the 8 mixing ratio. The NOx emissions were marginally reduced, with the 50% mixture again showing approximately half the decrease in the undiluted GTL diesel fuel. The same applies to the HC + NOx data.
5 PM emissies werden met de GTL diesel met tot 30% verlaagd. Verrassenderwijs was voor het 50% mengsel (EU50) een sterke niet-lineaire karakteristiek zichtbaar, welk mengsel een afname van ongeveer 22% liet zien.5 PM emissions were reduced by up to 30% with the GTL diesel. Surprisingly, a strong non-linear characteristic was visible for the 50% mixture (EU50), which mixture showed a decrease of approximately 22%.
1010
Vervolgens werd het potentieel voor verdere emissie-afnamen met de testbrandstoffen, waaronder de optimalisatie van een beperkt aantal software-parameters in de Motor ControleSubsequently, the potential for further emission reductions with the test fuels, including the optimization of a limited number of software parameters in the Engine Control, was
Eenheid (ECU) van de motor, onderzocht. Voor dit doel werd een 15 op een testbank geplaatste motor gebruikt. Steady state testgangen werden uitgevoerd bij vijf werkpunten die karakteristiek zijn voor de NEDC emissietest-cyclus. De onderzocht software-parameters waren het Uitlaat GasUnit (ECU) of the engine examined. An engine mounted on a test bench was used for this purpose. Steady state test runs were performed at five operating points characteristic of the NEDC emission test cycle. The software parameters examined were the Exhaust Gas
Recirculatie (EGR) debiet, het begin van de proefinjectie 20 (SOPI) en het begin van hoofdinjectie (SOMI). De vijf werkpunten zijn weergegeven in Tabel 3Recirculation (EGR) flow rate, the start of the test injection (SOPI) and the start of the main injection (SOMI). The five work points are shown in Table 3
Tabel 3 Steady state motortestpunten gekozen om een afspiegeling te vormen voor de NEDC karakteristieken.Table 3 Steady state motor test points chosen to reflect the NEDC characteristics.
2525
ITT Motor- Γ \~TITT Motor T \ ~ T
Motor- .. . , bmep Vermogen ....Motorbike ... , bmep Power ....
testpunt (bar) (kW) Beschaving 1 1 000 0 0 Pseudo- ____stationair _2__1 600__3,3__9_ Karakteristieke 3 2 000 2 7 werkpunten voortest point (bar) (kW) Civilization 1 1 000 0 0 Pseudo-____ stationary _2__1 600__3.3__9_ Characteristic 3 2 000 2 7 working points for
4 2 000 5 18 de NEDC4 2 000 5 18 the NEDC
5 2 800 4 20 emissietest5 2 800 4 20 emission test
Fig. 3 laat twee voorbeelden zien van resultaten verkregen uit 1 Λ Λ η λ » - --- -----1 9 het steady state-testbankonderzoek. De figuur geeft representatieve gegevens weer voor het effect van GTL .dieselbrandstof en de mengsels ervan op de roet - NOx geef-en-neem-karakterist'iek bij twee werkpunten, namelijk 1.600 tpm en 5 . 3,3 bar bmep (gemiddelde doelmatige remdruk) , en 2.000 tpm en 5 bar bmep. In dit geval werd het EGR debiet gevarieerd, terwijl de SOPI en SOMI constant en gelijk aan de referentiewaarden werden gehouden. Roetemissie-niveaus werden berekend uitgaande van uitlaatrook-niveaus bepaald door middel 10 van FSN (Filter Rook Aantal) metingen.FIG. 3 shows two examples of results obtained from the steady state test bench study. The figure shows representative data for the effect of GTL diesel fuel and its mixtures on the carbon black NOx give-and-take characteristic at two operating points, namely 1,600 rpm and 5. 3.3 bar bmep (average effective braking pressure), and 2,000 rpm and 5 bar bmep. In this case, the EGR flow rate was varied, while the SOPI and SOMI were kept constant and equal to the reference values. Soot emission levels were calculated from exhaust smoke levels determined by FSN (Filter Smoke Count) measurements.
Het is duidelijk dat GTL diesel voor alle getest EGR debieten een aanzienlijke afname verschaft in termen van zowel roetemissies als NOx. De toename van de roetemissie voor 15 afnemende NOx waarden volgt het verwachte patroon, en maakt een breed scala aan mogelijk alternatieve softwarematige ijkingen mogelijk. Verrassenderwijs is het sterk niet-lineaire gedrag van het EU50 mengsel wederom duidelijk - deze brandstof laat vrijwel dezelfde voordelen als onverdunde GTL 20 dieselbrandstof zien.It is clear that for all EGR flows tested, GTL diesel provides a significant reduction in terms of both soot emissions and NOx. The increase in soot emission for 15 decreasing NOx values follows the expected pattern, and makes a wide range of possible alternative software calibrations possible. Surprisingly, the strongly non-linear behavior of the EU50 mixture is once again clear - this fuel shows almost the same benefits as undiluted GTL 20 diesel fuel.
Een experimentontwerp (DOE) werkwijze werd gebruikt om de drie software-parameters tegelijk numeriek te optimaliseren. De DOE voorspellingen werden geverifieerd aan de hand van. 25 daadwerkelijke experimenten, en een voorbeeld van de resultaten van de gelijktijdige optimalisatie van alle drie de ijkingsparameters bij elk van de motorwerkpunten is weergegeven in Fig. 4. In dit geval is de optimalisatie uitgevoerd om de NOx emissies met de GTL dieselbrandstof te 30 minimaliseren. Afnamen van tussen 30% en 75% werden bereikt, zonder de andere emissies geweld aan te doen, bij vergelijking met de EU diesel.An experiment design (DOE) method was used to numerically optimize the three software parameters simultaneously. The DOE predictions were verified against. 25 actual experiments, and an example of the results of the simultaneous optimization of all three calibration parameters at each of the engine operating points is shown in FIG. 4. In this case the optimization has been carried out to minimize the NOx emissions with the GTL diesel fuel. Decreases of between 30% and 75% were achieved without violating the other emissions when compared to the EU diesel.
De bij de vijf steady^state testpunten gemeten gegevens werden 1 n o o o o a 10 gebruikt om de emissies gedurende de NEDC testcyclus te voorspellen. Empirische factoren werden gebruikt om de verschillen tussen het in een steady-state en wisselend bedrijven van de motor te verklaren. Alle resultaten van de 5 gekozen werkpunten zijn genormaliseerd en gecombineerd in een universele grafiek, weergegeven in Fig. 5, om het gedrag gedurende een NEDC test met een geoptimaliseerde ijking voor elke brandstof na te bootsen. Een verrassend grote vermindering van roet en NOx blijkt mogelijk te zijn voor de 10 GTL dieselbrandstof en de EU50 en EU80 mengsels. Deze afnamen zijn mogelijk zonder hardwarematige veranderingen aan de motor.The data measured at the five steady-state test points were used for 10 minutes to predict emissions during the NEDC test cycle. Empirical factors were used to explain the differences between steady-state and alternating engine operation. All results of the selected work points are normalized and combined in a universal graph shown in FIG. 5, to simulate the behavior during an NEDC test with an optimized calibration for each fuel. A surprisingly large reduction in soot and NOx appears to be possible for the 10 GTL diesel fuel and the EU50 and EU80 mixtures. These decreases are possible without hardware changes to the engine.
De onverdunde GTL zou een gelijktijdige roet en NOx 15 vermindering van ten minste 35% in vergelijking met de EUThe undiluted GTL would have a simultaneous soot and NOx 15 reduction of at least 35% compared to the EU
diesel ijking mogelijk maken. Voor constante uit de motor roet-emissie lijkt een NOx afname van 45% mogelijk. Ten gevolge van de niet-lineaire respons met de GTL mengsels, konden met de EU80 en EU50 brandstoffen afnamen van roet en 20 NOx worden bereikt die groter zijn dan op basis van de mengverhouding verwacht. Deze niet-lineaire respons is in Fig. 6 grafisch weergegeven.make diesel calibration possible. For constant soot emission from the engine, a NOx reduction of 45% seems possible. As a result of the non-linear response with the GTL mixtures, reductions of soot and 20 NOx could be achieved with the EU80 and EU50 fuels that were greater than expected based on the mixing ratio. This non-linear response is shown in FIG. 6 graphically displayed.
| Een 50% GTL mengsel zou ongeveer 85% van de roet/NOx voordelen 25 van onverdunde GTL boeken, terwijl een 20% GTL mengsel ongeveer 48% van het voordeel zou boeken. Er moet worden opgemerkt dat de tot dusver weergegeven resultaten zijn bereikt door middel van slechts een simpele en kostenefficiënte aanpassing van software. Het is te verwachten dat 30 verdere verbeteringen mogelijk zullen zijn indien daarenboven rekening wordt gehouden met hardwarematige veranderingen, bijv. van het injectiesysteem en/of het verbrandingskamerontwerp.| A 50% GTL mixture would have approximately 85% of the carbon black / NOx benefits of undiluted GTL, while a 20% GTL mixture would have approximately 48% of the benefit. It should be noted that the results presented so far have been achieved through only a simple and cost-effective modification of software. It is to be expected that further improvements will be possible if, in addition, hardware changes are taken into account, e.g. of the injection system and / or the combustion chamber design.
3535
Claims (17)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA200403179 | 2004-04-28 | ||
| ZA200403179 | 2004-04-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1028880A1 NL1028880A1 (en) | 2005-10-31 |
| NL1028880C2 true NL1028880C2 (en) | 2006-02-27 |
Family
ID=34970885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1028880A NL1028880C2 (en) | 2004-04-28 | 2005-04-27 | Mixtures of diesel fuel based on crude oil and based on natural gas. |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20050279669A1 (en) |
| EP (1) | EP1756252B1 (en) |
| JP (1) | JP5184881B2 (en) |
| CN (1) | CN1950487A (en) |
| AU (1) | AU2005238539B2 (en) |
| BR (1) | BRPI0510342A (en) |
| CA (1) | CA2564339C (en) |
| ES (1) | ES2574652T3 (en) |
| NL (1) | NL1028880C2 (en) |
| NO (1) | NO20064930L (en) |
| SG (1) | SG152256A1 (en) |
| WO (1) | WO2005105961A1 (en) |
| ZA (1) | ZA200608904B (en) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0226726D0 (en) * | 2002-11-15 | 2002-12-24 | Bp Oil Int | Method |
| RU2416626C2 (en) * | 2005-08-12 | 2011-04-20 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Fuel compositions |
| US8475647B2 (en) | 2005-08-22 | 2013-07-02 | Shell Oil Company | Diesel fuel and a method of operating a diesel engine |
| AR060143A1 (en) * | 2006-03-29 | 2008-05-28 | Shell Int Research | PROCESS TO PREPARE AVIATION FUEL |
| US20070232503A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-04 | Haigh Heather M | Soot control for diesel engine lubricants |
| US8099960B2 (en) * | 2006-11-17 | 2012-01-24 | General Electric Company | Triple counter rotating swirler and method of use |
| WO2009015400A1 (en) * | 2007-05-31 | 2009-01-29 | Sasol Technology (Pty) Ltd | Cold flow response of diesel fuels |
| US9080118B2 (en) * | 2010-05-06 | 2015-07-14 | Sasol Technology (Pty) Ltd | Diesel engine injector fouling improvements with a highly paraffinic distillate fuel |
| WO2011143397A2 (en) * | 2010-05-14 | 2011-11-17 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Hydroprocessing of pyrolysis oil and its use as a fuel |
| AU2011298995B2 (en) * | 2010-09-07 | 2016-04-07 | Sasol Technology (Pty) Ltd | Diesel engine efficiency improvement |
| US20130015099A1 (en) * | 2011-07-14 | 2013-01-17 | Cool Planet Biofuels, Inc. | Liquid fuel composition |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001083648A2 (en) * | 2000-05-02 | 2001-11-08 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Low emissions f-t fuel/cracked stock blends |
| US6663767B1 (en) * | 2000-05-02 | 2003-12-16 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Low sulfur, low emission blends of fischer-tropsch and conventional diesel fuels |
| GB2387175A (en) * | 2002-03-13 | 2003-10-08 | Shell Int Research | Oxidised fuel formulations |
| US7208078B2 (en) * | 2002-03-22 | 2007-04-24 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Diesel fuel formulation for reduced emissions |
| CN1276062C (en) | 2002-04-15 | 2006-09-20 | 国际壳牌研究有限公司 | Method to increase the cetane number of gas oil |
-
2005
- 2005-04-22 CA CA2564339A patent/CA2564339C/en active Active
- 2005-04-22 AU AU2005238539A patent/AU2005238539B2/en not_active Ceased
- 2005-04-22 US US11/112,510 patent/US20050279669A1/en not_active Abandoned
- 2005-04-22 ES ES05752458.9T patent/ES2574652T3/en active Active
- 2005-04-22 EP EP05752458.9A patent/EP1756252B1/en active Active
- 2005-04-22 WO PCT/ZA2005/000060 patent/WO2005105961A1/en active Application Filing
- 2005-04-22 SG SG200902726-9A patent/SG152256A1/en unknown
- 2005-04-22 BR BRPI0510342-8A patent/BRPI0510342A/en not_active IP Right Cessation
- 2005-04-22 JP JP2007511109A patent/JP5184881B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-04-22 CN CNA2005800135309A patent/CN1950487A/en active Pending
- 2005-04-27 NL NL1028880A patent/NL1028880C2/en active Search and Examination
-
2006
- 2006-10-26 ZA ZA200608904A patent/ZA200608904B/en unknown
- 2006-10-27 NO NO20064930A patent/NO20064930L/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1756252B1 (en) | 2016-04-20 |
| ES2574652T3 (en) | 2016-06-21 |
| BRPI0510342A (en) | 2007-10-30 |
| NL1028880A1 (en) | 2005-10-31 |
| CA2564339C (en) | 2011-12-06 |
| SG152256A1 (en) | 2009-05-29 |
| EP1756252A1 (en) | 2007-02-28 |
| CN1950487A (en) | 2007-04-18 |
| CA2564339A1 (en) | 2005-11-10 |
| AU2005238539B2 (en) | 2010-07-01 |
| JP5184881B2 (en) | 2013-04-17 |
| US20050279669A1 (en) | 2005-12-22 |
| ZA200608904B (en) | 2008-07-30 |
| JP2007535614A (en) | 2007-12-06 |
| WO2005105961A1 (en) | 2005-11-10 |
| AU2005238539A1 (en) | 2005-11-10 |
| NO20064930L (en) | 2007-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL1028880C2 (en) | Mixtures of diesel fuel based on crude oil and based on natural gas. | |
| Gill et al. | Combustion characteristics and emissions of Fischer–Tropsch diesel fuels in IC engines | |
| US7390397B2 (en) | Low sulphur diesel fuel and aviation turbine fuel | |
| Singh et al. | Comprehensive review of combustion, performance and emissions characteristics of a compression ignition engine fueled with hydroprocessed renewable diesel | |
| AU2003270924B2 (en) | Synthetic fuel with reduced particulate matter emissions and a method of operating a compression ignition engine using said fuel in conjunction with oxidation catalysts | |
| Kang et al. | Experimental characterization of jet fuels under engine relevant conditions–Part 1: Effect of chemical composition on autoignition of conventional and alternative jet fuels | |
| Parravicini et al. | Experimental characterization of GTL, HVO, and OME based alternative fuels for diesel engines | |
| ZA200503585B (en) | Diesel fuel compositions | |
| NL1026215C2 (en) | Hydrocarbon composition for use in CI engines. | |
| CA3179097C (en) | High naphthenic content distillate fuel compositions | |
| CA2784476C (en) | A method of reducing nitrogen oxide emissions | |
| Johnson et al. | Emissions from Fischer-Tropsch diesel fuels | |
| Ng et al. | Comparing the performance of SunDiesel™ and conventional diesel in a light-duty vehicle and heavy-duty engine | |
| d’Ambrosio et al. | Characterization of Hydrotreated Vegetable Oil (HVO) in a Euro 6 Diesel Engine as a Drop-In Fuel and With a Dedicated Calibration | |
| No et al. | Parffinic biofuels: HVO, BTL diesel, and farnesane | |
| Crepeau et al. | Engine Impacts and Opportunities of Various Fuels, Including GTL and FAME: Toward Specific Engine Calibration? | |
| Dimitriadis | THEORΕTICAL AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF HYDROGENATED VEGETABLE OILS ON THE FUNCTIONAL CHARACTERISTICS AND EMISSION CONTROLS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES | |
| Schmidt et al. | Review and Assessment of Fuel Effects and Research Needs in Clean Diesel Technology | |
| Adeniyi | Oxygenated Biofuel Blends: Stability, Combustion and Emissions | |
| Ng et al. | Comparing the performance of GTL/ULSD blends in older and newer diesel passenger cars | |
| Fanick | Diesel fuel keeping pace with diesel engine technology | |
| Ryan et al. | Fuel effects on engine combustion and emissions | |
| Vallinayagam et al. | Diethyl Ether as an Ignition Enhancer for Naphtha Creating a Drop in Fuel for Diesel | |
| Newlin | Fuel economy and emissions benefits from diesel fuel additives | |
| Kenitzer | Investigation of the effects of alternative diesel fuels on the performance, emissions, and combustion characteristics of a 2004 heavy-duty on-highway, direct injection, turbocharged and aftercooled caterpillar C11 diesel engine. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AD1A | A request for search or an international type search has been filed | ||
| RD2N | Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report) |
Effective date: 20051222 |
|
| PD2B | A search report has been drawn up |